三肢體仿生機器人運動規(guī)劃策略的研究.pdf

1、三肢體仿生機器人是在對哺乳動物和昆蟲進行功能仿生研究基礎上提出的一種新型多功能機器人。機器人采用了腿、臂機構融合一體化設計，具有在需要移動時其肢體可轉變?yōu)樾凶邫C構，在需要執(zhí)行操作任務時其肢體可轉變?yōu)椴僮鳈C構。機器人三個肢體呈等腰三角形排列，采用永磁吸附足以保持其在運動和操作過程中的平衡。機器人的十一個運動關節(jié)都由直流伺服電機單獨驅動，其中髖關節(jié)、膝關節(jié)和踝關節(jié)采用蝸輪蝸桿以實現自鎖。首先，針對實驗室的三肢體功能仿生機器人提出了基于傳感器

2、信息的環(huán)境適應性運動規(guī)劃策略，而且在此基礎上對其在Java/Java3D開發(fā)平臺上的實現問題進行了討論和設計。作為結果，所開發(fā)的虛擬環(huán)境系統能夠滿足復雜多樣的應用需求，同時具有模塊化、可重用及可擴展等特點，所建模的復雜性與具體完成的任務無關，而主要依賴于組成系統的具體對象的重用、擴展及其相互之間關系的描述，因此具有較為廣泛的應用性。其次，介紹了基于模糊的演化步態(tài)規(guī)劃方法的基本思想。對五種基本步態(tài)進行定義及功能的劃分，在此基礎上基于模糊規(guī)

3、則提出了在線步態(tài)規(guī)劃，此規(guī)劃以基本步態(tài)為依托，對之進行修整，生成演化步態(tài)用于動態(tài)環(huán)境行走。最后，此規(guī)劃可自動回歸到原來的基本步態(tài)，實現基本步態(tài)和演化步態(tài)之間的任意轉換。其中設計了較完整的模糊控制規(guī)則庫，利用重心法對模糊輸出進行計算，最后通過仿真理論上表明該步態(tài)規(guī)劃方法的有效性。然后，介紹了三肢體功能仿生機器人基于向量場的局部導航模型的設計，運用學習機制認知環(huán)境中障礙物的狀態(tài)和路徑，從而完成機器人的導航任務。通過仿真，表明了所述基于向量場